Za fermentację jabłkowo-mlekową odpowiedzialne są bakterie:

- PEDIOCOCCUS (okrągłe, homofermentacyjne),
- LEUKONOSTOC (okrągłe, heterofermentacyjne),
- LACTOBACILLUS (pałeczki kwasu mlekowego,
   dwa rodzaje homo- i heterofermentacyjne).

Bakterie homofermentacyjne z jednej cząsteczki glukozy wytwarzają dwie cząsteczki kwasu mlekowego.

Bakterie heterofermentacyjne oprócz kwasu mlekowego tworzą jeszcze dwutlenek węgla, etanol i kwas octowy.

Poza właściwością rozkładania glukozy bakterie te zmieniają kwas jabłkowy w kwas mlekowy, co powoduje wzrost pH i tym samym spadek kwasowości wina.

Pałeczki kwasu mlekowego są wrażliwe na niskie pH, i temperaturę. Poniżej pH 3,3 fermentacja jabłkowo-mlekowa praktycznie nie zachodzi.

Optymalna temperatura: 20 do 25 st. C.

Ten typ fermentacji jest prowokowany tylko w winach wytrawnych i w przeważającej większości w winach czerwonych. Wywołuje się ją także w nielicznych winach białych przeznaczonych do dłuższego leżakowania w beczkach - np. chardonnay, ponieważ zbyt duża ilość cukru zwiększa ryzyko powstawania kwasu octowego.

Po zakończeniu fermentacji zapobiega się dalszej pracy bakterii przez dodanie dwutlenku siarki. Wina, które są leżakowane w beczkach często samoczynnie przechodzą tę fermentację.

Bakterie są mniej wrażliwe na alkohol niż drożdże: prawie wszystkie rodzaje bakterii kwasu mlekowego wytrzymują do 14%, a niektóre nawet do 20% alkoholu.